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2021年, 第43卷, 第5期　刊出日期：2021-05-25 上一期    下一期

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考虑信号灯和能耗的电动车最优路径规划 胡林,周登辉,黄晶,杜荣华,张新 2021 (5):  641-649.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.05.001 摘要 ( 506 )   HTML ( 45 )   PDF(1020KB) ( 632 )   为使电动汽车在行驶中达到最优能耗，以车辆行驶能耗最少为目标，提出了一种考虑交叉口信号灯和能耗的电动车最优路径规划算法。根据电动车运行时能耗和制动能量回收等因素，建立能耗模型。基于车路协同技术预先获取各路段交叉口信号灯的位置和配时信息，以此建立车辆通过信号交叉口的节能驾驶模型。基于信号灯的转换概率和电动车的能耗模型，将通过信号交叉口的交通流近似分为4个阶段：绿灯匀速通行、红灯前匀加速、红灯匀减速和红灯停车等待。结合红绿灯的转换概率和4个阶段的通行能耗，最后提出一种改进的A*算法，来寻找可行的能耗最小的路径，并进行了算例验证。结果表明，提出的方法可找到起点到终点的能耗最优路径，节能约达13%。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于双目逆投影的停车位占位快速检测方法 肖汉彪,胡钊政,周哲,伍锦祥 2021 (5):  650-656.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.05.002 摘要 ( 264 )   HTML ( 14 )   PDF(2184KB) ( 534 )   本文中提出了一种基于双目逆投影变换的停车位快速检测与定位方法。首先，通过逆投影变换将双目相机获取的两张图像投影到参考平面，生成两个新视图，即双目逆投影图，并利用其差分图来区分平面上与平面外的目标；随后，通过对差分图进行阈值化与滤波来实现障碍物的快速检测；同时，障碍物的位置也可从参考平面获取。与现有方法相比，该方法不需要明确的目标检测或三维重建，仅利用基本的图像变换实现停车位的快速检测与障碍物定位。在地下停车场与室外停车场环境下，利用智能车搭载的双目摄像机采集数据对本文算法进行验证。试验结果表明，此方法能快速有效地检测和定位车位附近的动静态障碍物，例如路障、行人、车辆和车位锁等，检测速度达到18帧/s，识别准确率高于95.0%，在算法效率、准确率和定位精度方面均优于现有的检测方法。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于电池寿命预测控制的履带车辆能量管理 韩立金,刘辉,刘聪,刘宝帅,张聪 2021 (5):  657-666.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.05.003 摘要 ( 433 )   HTML ( 8 )   PDF(4397KB) ( 353 )   为改善串联式混合动力履带车辆在复杂行驶环境中的燃油经济性和动力性，本文中提出了一种考虑电池寿命影响的基于非线性模型预测控制的能量管理策略。首先，考虑到电池不同输出功率会对电池温度产生影响，建立电池的2阶 RC 模型、热电耦合模型和寿命模型。然后，基于电池的2阶RC模型建立了用以描述车辆前功率链未来动态的预测模型，同时考虑到电池寿命的影响，设计了一种基于非线性模型预测控制的能量管理策略。提出了一种电耗与油耗之间转换因子的计算方式，使转换因子能够自适应车辆不同的行驶工况和能量管理策略。最后，搭建了仿真及硬件在环测试平台，在3种典型工况下验证了本文中所提出的能量管理策略的有效性。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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电量保持阶段增程器的排放与工作特性的试验研究 王长卉,刘泽民,李雁飞,帅石金,邵慧芳,王银辉 2021 (5):  667-674.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.05.004 摘要 ( 345 )   HTML ( 8 )   PDF(4535KB) ( 409 )   利用转鼓试验台测试了某款处于电量保持阶段的增程式混合动力汽车在WLTC循环下的排放特性和排气温度、转速、负荷、冷却水温度与机油温度等特性参数的变化。结果表明：与传统发动机相比，该增程器暖机速度和机油温升明显偏快；增程器启动以及负荷和速度骤变时，气体排放物会明显增多；增程器的首次启动和后续重启会恶化PN排放，且颗粒物粒径呈现核态向积聚态变化的特点；在车辆减速断油工况下，增程器会产生高浓度颗粒物，其浓度比启动时高一个数量级；启动和减速时的颗粒物排放恶化与机油温度和增程器热状态密切相关；在WLTC循环下，该款增程器工作转速主要集中在低转速区域（2 250~2 400 r/min），而负荷则相对集中在40%~60%和90%~100%范围；增程器转速和负荷呈现出随车速（中速、高速和超高速阶段）而变的有一定规律性的运行轨迹。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于交通信息的复合电源系统控制策略优化 胡杰,王明,刘迪,颜伏伍,曹恺 2021 (5):  675-682.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.05.005 摘要 ( 173 )   HTML ( 6 )   PDF(3305KB) ( 275 )   为考虑未来行驶车速和道路坡度对整车需求功率的影响，本文中基于交通信息融合对现有复合电源能量管理策略进行优化。首先采用MATLAB/Simulink搭建复合电源仿真模型，而基于交通拥堵情况和行驶车速类型提出了未来短时间车速变化趋势判定方法；接着结合道路坡度和车速变化趋势，设计了可基于交通信息自动修正超级电容输出功率的模糊控制器。最后，在能获取交通信息的前提下，采用该模糊控制器，对基于自适应小波变换-模糊控制的能量管理策略进行优化。结果表明，基于交通信息优化后的控制策略可进一步发挥复合电源的优势，使复合电源的能量消耗减少约2.3%，电池循环寿命提高约2.96%。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于强化学习的多燃烧模式混合动力能量管理策略 张昊,范钦灏,王巍,黄晋,王志 2021 (5):  683-691.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.05.006 摘要 ( 403 )   HTML ( 8 )   PDF(2807KB) ( 415 )   针对采用HCCI/SI多燃烧模式的功率分流型混合动力汽车，提出了一种基于深度强化学习（DRL）的能量管理策略。基于发动机台架试验和电机有限元分析建立了混合动力汽车模型。将整车作为环境，采用排序优先经验回放算法，训练基于深度Q网络（DQN）的能量管理智能体。在WLTC和NEDC工况下，与规则策略、自适应等效燃油消耗最小策略（A?ECMS）和动态规划结果进行对比，仿真结果表明：基于DRL的能量管理策略能在维持SOC的前提下，避免燃烧模式频繁切换，并且充分利用中小负荷HCCI燃烧，燃烧模式切换频率降低13%以上，燃油经济性提升6%以上。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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转向主销定位参数和接地点偏距的解析研究 杨一洋,谢敏松 2021 (5):  692-696.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.05.007 摘要 ( 678 )   HTML ( 9 )   PDF(1799KB) ( 365 )   本文中提出一种新的车轮转向主销参数及其接地点偏置距的解析方法，适合于不同车型，包含车轮定轴转动的悬架和虚拟主销悬架的车辆。首先分析了车轮微小转动前后的车轮定位矢量，然后根据空间旋转的变换矩阵，并通过误差修正迭代求解出满足误差阈值的主销定位参数。最后选取某两汽车厂家不同悬架型式的车辆进行验证，实车的数据与解析计算结果基本吻合，表明了推导的车轮转向主销参数及其接地点偏置距解析法的准确性。此外该解析法还可连续表达各转向角度下的主销参数。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于主客观综合赋权法的制动踏板感觉评价 朱冰,靳万里,李论,赵健,陈志成,张伊晗,李伟男 2021 (5):  697-704.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.05.008 摘要 ( 387 )   HTML ( 6 )   PDF(1377KB) ( 615 )   制动踏板感觉直接影响到制动安全性和驾驶舒适性，为准确可靠地描述汽车的制动踏板感觉，本文中提出了一种基于主客观综合赋权法的制动踏板感觉评价方法。首先通过实车试验获得各项评价指标的主观评分和客观测试数据；接着构建制动踏板感觉分层结构模型，并基于三角模糊层次分析法得到主观权重，基于熵值法得到客观权重，之后基于主客观综合赋权法得到综合权重；最后引用模糊综合评价理论得到试验车踏板感觉评价得分与隶属度等级，并与制动感觉指数评价方法对比来验证评价结果的有效性。结果表明：本文中提出的基于主客观综合赋权法的制动踏板感觉评价体系确立了统一的试验工况和主观评分标准，可以把主观评分和客观数据有机结合，实现无量纲标准化的制动踏板感觉评价结果表达。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于中国工况的纯电动乘用车续驶里程评价方法研究 刘志超,郑天雷,龚慧明,保翔,纪梦雪 2021 (5):  705-712.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.05.009 摘要 ( 319 )   HTML ( 12 )   PDF(2294KB) ( 431 )   纯电动乘用车续驶里程测试的国家标准主要存在试验循环不适用、试验效率低和计算方法不完善三方面的问题。本文中结合中国工况成果及相关试验分析提出评价方法的优化方案，并开展了评价方法优化前后的对比试验。结果表明：试验循环切换为中国工况后，续驶里程平均增加2.20%；试验流程简化后，净试验时长大幅度减少，且续驶里程测试精度无明显差异，平均相差仅为0.60%；计算方法优化后，续驶里程不再受试验循环结构的影响，不同速度区间的续驶里程也可同步细化得到，各速度区间续驶里程与循环续驶里程差异显著。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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平头货车在考虑侧风影响下的气动阻力系数优化 张英朝,刘涛,曹惠南,张喆,王国华 2021 (5):  713-720.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.05.010 摘要 ( 206 )   HTML ( 8 )   PDF(2801KB) ( 434 )   本文中在考虑侧风影响的条件下，对一平头货车的气动阻力系数进行优化。首先，建立平头货车模型并进行简化处理，根据不同偏角侧风分布概率，提出以加权阻力系数为减阻优化的评价指标。之后把简化模型作为参数优化模型，选取驾驶室部分7个造型参数和货箱部分3个造型参数为设计变量，同时提出分别以加权阻力系数和0°侧风偏角下阻力系数为响应的两种方式，采用拉丁超立方的试验设计方法对优化参数进行试验设计，其中驾驶室部分生成40个样本，货箱部分生成16个样本，仿真得到不同侧风偏角下的阻力系数和加权阻力系数。最后使用Isight平台的Kriging近似模型拟合并采用自适应模拟退火优化算法进行寻优，得到减阻优化方案。结果表明，驾驶室部分优化后加权阻力系数下降168个点，降幅为21.90%；货箱部分优化后加权阻力系数下降94个点，降幅为12.25%，减阻效果明显。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于相平面的分布式驱动电动汽车稳定性控制 钟龙飞,彭育辉,江铭 2021 (5):  721-729.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.05.011 摘要 ( 556 )   HTML ( 20 )   PDF(4373KB) ( 489 )   为提高分布式驱动电动汽车的操纵稳定性，提出一种基于相平面法的行驶稳定性控制策略。首先，建立非线性车辆2自由度模型，获得不同路面附着系数下车辆质心侧偏角相平面稳定域边界模型。其次，基于质心侧偏角相平面设计分区域控制器，当车辆处于稳定域内时，采用模糊神经网络控制器来决策横摆力矩，使车辆跟随目标变量；当车辆处于稳定域外时，设计失稳度和模糊神经网络联合控制器决策总横摆力矩，使车辆恢复稳定。最后，基于Simulink和CarSim仿真平台在蛇行绕桩和双移线工况下对稳定性控制方法进行仿真，并进行实车测试验证，结果证明了本文中所提控制策略的可行性和有效性。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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全球NCAP行人保护测评的对比研究及展望 李海岩,杨振,贺丽娟,吕文乐,崔世海,阮世捷 2021 (5):  730-738.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.05.012 摘要 ( 400 )   HTML ( 9 )   PDF(2967KB) ( 479 )   新车评估规程作为第三方评价机制倍受汽车企业和广大消费者重视，在促进汽车安全性技术研发方面发挥了重要作用。近年来，全球NCAP在行人保护方面不断改进，最新颁布的C?NCAP（2021版）对行人保护提出了更高的要求。本文中对中国、欧洲、澳大利亚、韩国、日本和拉丁美洲最新版NCAP中行人保护测试方式和评分标准进行综述对比分析，并对行人碰撞保护评价方法做出展望，旨在为汽车企业研发和评价测试人员提供一个全面综合的参考，为我国汽车行人碰撞安全标准的制定提供依据。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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不同角度正面碰撞中老年驾驶员下肢模型的响应研究 武和全,张家飞,任启凡,胡林 2021 (5):  739-745.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.05.013 摘要 ( 388 )   HTML ( 3 )   PDF(2595KB) ( 302 )   为研究老年驾驶员在交通事故中下肢的损伤，本文中利用老年下肢模型预测不同工况下肢生物力学响应。首先，对下肢模型的有限元分析与尸体试验结果进行对比验证了模型的有效性。接着，利用验证后的有限元模型，用质量为4.5 kg、速度为4 m/s的圆柱形冲击器对膝关节进行不同角度碰撞，探究膝-大腿-髋（knee?thigh?hip）复合体的骨折损伤情况；大、小腿之间的夹角为100°时，分别以3.4和4 m/s的速度进行撞击试验。结果表明，对前一个试验，从冲击器平面法线相对股骨轴线的转角γ=-30°开始，随着冲击器顺时针转动，即γ角的代数值逐渐加大，膝部接触力也逐渐增大，在γ=+20o时达最大值，而到最后γ=+30o时稍有减小；对后一个试验，膝部撞击力以至膝部损伤随撞击速度提高而增大。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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汽车与护栏碰撞立柱绊阻机理及防止措施 赵坤民,崔娜杰,赵德望,任大鑫,沈羡玉 2021 (5):  746-753.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.05.014 摘要 ( 265 )   HTML ( 3 )   PDF(3026KB) ( 529 )   为研究汽车与公路护栏的碰撞安全性，按照国家公路护栏标准建立了波形梁板护栏的有限元模型，采用某款车型构建了汽车-护栏碰撞仿真模型，从车辆的运行轨迹、车辆质心加速度、护栏最大动态变形量和护栏各部件的吸能性对护栏进行分析，发现立柱对车轮的绊阻使车辆质心加速度超过了国家标准限值，对车内乘员的安全造成严重威胁。分析了立柱绊阻的机理，并设计了填充型立柱和N型弯曲立柱，通过仿真验证了两种改进立柱能明显改善汽车-护栏碰撞安全性。最后利用正交试验研究了护栏板厚度、立柱间距、立柱厚度和立柱结构对汽车-护栏碰撞安全性的影响，选取了最优参数组合。仿真验证的结果表明，经优化的护栏可有效避免或减少立柱绊阻，提高了护栏的碰撞安全性。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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梯度负泊松比结构填充吸能盒多工况优化设计 马芳武,王强,梁鸿宇,蒲永锋 2021 (5):  754-761.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.05.015 摘要 ( 265 )   HTML ( 5 )   PDF(3698KB) ( 450 )   汽车碰撞过程中，非理想的斜向碰撞较为普遍。本文中通过对三维负泊松比点阵结构进行多工况耐撞性研究，发现冲击角度对三维负泊松比点阵结构的耐撞性有较大影响，随着冲击角度的增大，吸能量呈下降趋势。将梯度负泊松比点阵结构作为填充材料引入吸能盒设计，以吸能盒外壳厚度与内芯3个厚度梯度值为设计变量，最大综合吸能量、最小轴向峰值力和质量为优化目标，质量和设计变量为约束条件，基于多岛遗传算法进行多工况多目标优化设计。结果表明，在质量和最大峰值力增加不大的条件下，负泊松比结构填充吸能盒的综合吸能量与各冲击角度的耐撞性均得到大幅提升，优化效果显著。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于显式控制律设计的AMT电控系统开发流程与验证 程一帆,李雪松,高炳钊,洪金龙,张国旭,陈虹 2021 (5):  762-769.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.05.016 摘要 ( 228 )   HTML ( 4 )   PDF(2259KB) ( 427 )   机械式自动变速器（AMT）的传统控制方式需要针对干式离合器“快-慢-快”接合规律的不同工作点进行繁杂的参数标定才能保证全工况性能。基于先进控制理论的控制策略与工具为汽车电控系统开发提供了新思路。本文中提出了包含显式抗扰控制律设计、虚拟标定工具开发和快速原型路试验证等内容的开发流程，优化了AMT电控系统开发流程，减轻了工程应用层面的标定工作量，实现了先进控制理论在汽车电控系统开发中的工程应用。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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电液耦合转向系统转向盘转矩的自抗扰控制 王帅,施国标,张洪泉,鞠程赟,桑冬岗 2021 (5):  770-775.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.05.017 摘要 ( 166 )   HTML ( 8 )   PDF(1411KB) ( 434 )   为解决商用车电液耦合转向系统由于非线性、参数时变和外界干扰等因素造成的路感差的问题，提出了以理想转向盘转矩为目标的电液耦合转向系统自抗扰控制（ADRC）策略。在分析结构原理的基础上建立了系统的数学模型，针对商用车转向性能需求确定了基于车速和侧向加速度的驾驶员理想转向盘转矩，以此为目标采用自抗扰控制进行目标手力的跟踪。通过施加不同的干扰与PID控制对比仿真，结果表明设计的ADRC控制算法能很好地跟踪转向盘转矩，且具有更高的抗干扰能力，有效地提高了转向盘转矩闭环跟踪控制的鲁棒性。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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汽车后副车架轻量化概念设计方法研究 马芳武,王卓君,杨猛,梁鸿宇,武振江,蒲永锋 2021 (5):  776-783.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.05.018 摘要 ( 330 )   HTML ( 33 )   PDF(2462KB) ( 519 )   在汽车结构概念设计阶段，将拓扑优化技术与隐式参数化建模相结合，并引入截面形状控制方法，用以实现产品结构-材料-性能一体化优化设计。第1步，对后副车架进行综合目标拓扑优化。第2步，建立隐式参数化模型，采用截面形状控制方法选择零件形状、位置、厚度和材料等36个参数为设计变量，以质量最小、第1阶模态频率最高为目标，硬点刚度和前3阶模态频率为约束，进行多目标优化。结果表明，在满足后副车架性能目标的条件下，质量减轻2.41 kg，其轻量化率达14.5%。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于胶带密封法的汽车各密封部位动静态泄漏噪声的试验研究 杨志刚,彭里奇,沈哲,陈力 2021 (5):  784-790.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.05.019 摘要 ( 177 )   HTML ( 5 )   PDF(2204KB) ( 343 )   本文对汽车泄漏噪声产生机理及其研究方法进行了概述，并分别对试验车辆进行动态的风洞车内噪声试验与静态的车身隔声试验。试验中采用胶带密封法，对门、侧窗、天窗和风窗等不同部位密封的动、静态泄漏噪声贡献量进行了分析，分离出不同机理产生的泄漏噪声。结果表明，空腔噪声与气吸噪声是汽车实际泄漏噪声的主导成分，活动密封结构对泄漏噪声的贡献更大。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标